Отопление опилками: утилизируем отходы, получая тепло

Рост цен на классические энергоносители, такие как газ, дизельное топливо или электричество, вынуждает многих из нас искать альтернативные, более выгодные виды топлива. И одним из вариантов такого перепрофилирования является отопление на опилках.

Идея использования для обогрева различных отходов не нова, однако без правильного подхода эффективность работы установки по сжиганию древесного мусора будет крайне низкой. Если же учесть все особенности материала, то можно добиться существенной экономии денежных средств, при этом получить нужную мощность агрегата.

Схема котла с автоподачей топлива

Оборудование для обогрева

Конструкция котла на опилках

В подавляющем большинстве случаев опилки используются в водяных системах отопления, а именно в водогрейных котлах и печах с водяной рубашкой.

Типичный отопительный котел на опилках имеет такую конструкцию:

Внешний вид устройства

• Нижнюю часть корпуса котла занимает так называемая колосниковая часть. В ней располагаются сами колосники, а также емкость для сбора золы (зольный ящик). У некоторых моделей непосредственно к колосниковой части присоединятся автомат подачи топлива.

Обратите внимание! Большинство автоматических котлов для отопления частного дома ориентировано на работу с рассыпными опилками, но есть и модели, которые подают брикеты по мере их прогорания.

• Над колосниками располагается топка, в которой и происходит горение опилок. Для равномерного прогорания древесины в топке либо делаются отверстия, либо устанавливается специальный нагнетатель воздуха. Стенки топки делают достаточно толстыми и прочными, что защищает ее от прогаров и препятствует потерям тепла.
• Над топкой размещается теплообменник. Раскаленный газ поступает в этот модуль, нагревает водяную рубашку и затем выходит в дымоход.

Принцип работы установки

Современные модели водонагревателей, работающих на древесных отходах, оборудуются системой автоматизации. Эта система контролирует температуру воды в теплообменном баке, и при необходимости либо снижает поступление кислорода в топку, замедляя горение, либо же уменьшает подачу опилок из дозатора. Такие модели часто называют «устройствами длительного горения».

Требования к материалу

Говоря об использовании древесных отходов в качестве горючего для отопительных систем, многие подразумевают очень простой процесс: взяли мешок, засыпали щепу или стружку в топку, подожгли и получили необходимую температуру.

Однако следует помнить, что далеко не всякие опилки можно использовать как топливо. Главные параметры, которые следует учитывать – это влажность материала и его плотность. Именно от этих показателей зависит, насколько эффективна будет работа котла.

Специалисты приводят такие цифры:

• Мелкие непросушенные опилки от ленточной пилорамы обладают плотностью около 250 кг/м 3 . Расход их на 1кВт мощности котла составит около 0,5 кг/час при непрерывной работе.
• Пористая сухая стружка от фрезерного станка имеет плотность 100 до 150 кг/м 3 и расходуется со скоростью 0, 25 кг в час на 1кВт.

Как видите, для эффективной работы устройства необходимо стремиться закладывать в него максимально сухой материал – тогда его потребуется значительно меньше.

Примерно так хранится стружка в промышленных масштабах

При этом необходимо помнить, что наиболее уязвимое место всей системы отопления, построенной на использовании сыпучих отходов деревообрабатывающего производства – место для хранения топлива. Котел мощностью 25 кВт в не самую холодную зиму каждый день требуется около половины кубометра опилок, так что нужен или регулярный подвоз топлива, или склад внушительной площади.

Совет! Оборудуя склад своими руками, не стоит забывать о его гидроизоляции. В противном случае эффект от использования дешевого топлива будет стремиться к нулю.

Нужно ли прессовать?

Все вышесказанное касалось исключительно отопления с использованием сыпучих материалов. Однако на сегодняшний день существуют технологии, которые позволяют сделать топливо более компактным, спрессовав стружку в небольшие брикеты.

Отопительные брикеты промышленного производства

• Прессованные опилки для отопления при горении выделяют столько же энергии, сколько натуральная древесина равного объема.
• При этом цена таких прессованных брусков будет значительно ниже, чем стоимость дров. А если принять во внимание, что перевозить такое топливо легче, и для хранения оно требует значительно меньше места, то и рассыпная стружка начинает проигрывать по показателям экономии.

Брикетирование обычно производится на тех же предприятиях, которые утилизируют отходы деревообработки. В то же время возможно и самостоятельное изготовление прессованного топлива. Подробная инструкция, показывающая последовательность операций, приводится в видео роликах на нашем портале, а здесь мы приведем лишь самые общие советы:

• Самый простой способ получить топливный брикет – использовать гранулятор промышленного производства (на фото). При этом нужно помнить, что грануляторы предназначены для изготовления горючего из сырья определенной влажности и плотности.

Гранулятор для прессования древесной стружки

• Также можно изготовить ручной пресс из подручных материалов. В таких прессах делают цилиндрические пеллеты, которые удобно загружать в любую топку.
• И, наконец, можно изготовить композитное топливо на основе опилок и 10% глины. Древесно-глиняная смесь заливается водой, качественно вымешивается и сушится на солнце.

Вариантов решения задачи много, но результат один: мы получаем компактные горючие бруски, которые при горении выделяют много тепловой энергии.

Плюсы и минусы системы обогрева опилками

Завершая рассказ об использовании стружки в современных системах отопления, хотелось бы остановиться на достоинствах и недостатках этого способа:

• В первую очередь, топить отходами древесины – дешево. Если в непосредственной близости от места вашего проживания есть деревообрабатывающие предприятия, то приобретать опилки по бросовой цене вы сможете без труда.
• Во-вторых, горение древесины обеспечивает быстрый нагрев воды и эффективное поддержание температуры дома. Использование брикетированной стружки еще сильнее повышает эффективность этого процесса.
• В-третьих, применение натурального сырья является более экологичным, поскольку в воздух попадает минимум токсинов.

Кроме того, установкой, работающей на опилках, может пользоваться практически любой человек. Да и на ее монтаж не нужно такого количества разрешений, как при подключении котла к газопроводу.

Запас нужен обязательно!

Говоря о недостатках, стоит отметить уже упоминавшиеся сложности с хранением горючего материала. Прессование щепы и стружек частично решает эту проблему, но все равно для хранения запаса необходимо довольно просторное помещение.

Также нужно помнить, что горение древесины приводит к образованию большого количества золы и сажи. И если золу еще можно использовать в качестве удобрения, то полезного применения саже найти не удастся. Так что дымоходы нужно будет чистить регулярно!

Вывод

Отопительные котлы на опилках многими преподносятся как панацея и гарантия экономической независимости в вопросах отопления. И хоть это не совсем так, но положительный экономический эффект от этого способа обогрева отрицать невозможно. Да и экологичность такого способа отопления – тоже не последнее дело (читайте также статью об особенностях установки котлов отопления).

Отопительные котлы на опилках – существенная экономия

В последнее время в качестве источника тепла в системе водяного отопления довольно часто используют котлы, работающие на опиле или щепе. И это вполне оправдано, учитывая немалое количество его достоинств по сравнению с другими видами подобного оборудования, включая экологичность и определенную экономию при использовании такого не слишком традиционного топлива.

Тем более что цены на привычные энергоносители становятся все выше, а котел на опилках и его характеристики таковы, что с его помощью легко поддерживать тепло и в жилом доме, и в теплице, и даже в производственных помещениях значительной площади.

Как собрать своими руками?

Основой для изготовления печи на опилках, служит 200 литровая целая стальная бочка без ржавчины. В качестве подойдет пропановый баллон, отрезок стальной трубы или огнетушитель большого размера. В данной детали главным показателем служит толщина стенок, от нее зависит длительность эксплуатации всего изделия.
Из других материалов потребуются:

• Материал для ножек (при круглой основе), в качестве которого могут использоваться обрезки трубы, куски арматуры, швеллер и т. д.
• Два стальных круга с диаметром бочки и толщиной стенки 5 мм.
• Готовая или самостоятельно изготовленная дверца.
• Труба, на 15 см. длиннее бочки, и 100 мм. в диаметре.
• Труба, длиной 5 м. и диаметром 100 мм. для дымохода.

Понадобятся следующие инструменты:

• Газовый резак или болгарка.
• Сварочный аппарат.
• Молоток
• Измерительные инструменты (рулетка, уровень).

1. Перед изготовлением изделия своими руками внимательно изучается чертеж, после чего приступают к сборке, состоящей из следующих этапов:
2. Подготовка бака для топлива. Верхняя часть бочки обрезается после предварительной точной разметки, чтобы не испортить заготовку. Также, согласно разметке, обрезается и дно, которое не выбрасывается, а будет использовано в качестве крышки.
3. Изготовление дна печи из стального листа, который вырезается по диаметру топливника. В его центре проделывается отверстие по диаметру подводящей трубы.
4. Изготовление трубы, подающей кислород к зоне горения. Для этого понадобится заготовка более длинная в сравнении с топливным баком, а по диаметру равная отверстию в топливнике. В ней болгаркой прорезаются продольные линии или дрелью проделывается перфорация в количестве более 50 шт.
5. Перфорированная труба вставляется в середину дна и приваривается, после чего вырезается крышка с отверстием по центру, подогнанным по диаметру трубы (на нее ставится крышка). Также проделывается дополнительное отверстие возле края для контроля тяги и доступа воздуха, на которую ставится подвижная заслонка. Крышка для удобства оборудуется дугами для удобства обслуживания.
6. Монтаж дымохода из патрубка в диаметре 10 см. и трубы, соединяемой с ним хомутом. Патрубок тщательно соединяют сваркой к боковому выходу в верхней части топливника и надевают на него трубу.
7. Котел устанавливается на опоры, которые изготавливаются из металлических профилей, приваренных к корпусу печи, как указывают чертежи.

Все части печи, работающей на опилках, сильно нагреваются, из-за чего котел, применяющийся для отопления помещения, не устанавливают рядом с легко воспламеняющимися материалами и поверхностями, и не оставляют без присмотра. Запрещено обслуживать устройство без защитных рукавиц и с нарушением правил пожарной безопасности.

Самостоятельное изготовление и монтаж

Вместо того чтобы покупать такое нужное и эффективное для отопления устройство, его можно изготовить своими руками. Для создания котла на опиле понадобятся следующие инструменты и материалы:

• несколько труб: с прямоугольным профилем 60-40 мм и круглых, диаметром 4 и 5 см;
• аппарат для сварки и электроды к нему;
• угловая шлифовальная машина («болгарка»).

Участки труб следует подбирать таким образом, чтобы они поместились внутри котла размерами 36х40х80 см. При этом конструкции прямоугольного сечения будут использоваться в качестве вертикальных стоек, в которых вырезаются круглые отверстия для остальных деталей. Стоит учитывать, что с той стороны, где будет располагаться дверца, диаметры трубопроводов будут равны 50 мм. В задней же части котла размеры первых 4 вырезанных прямоугольников должны быть равны 5х6 см, а следующих четырех – 4х4 см.

Подведение труб для холодной и нагретой воды обеспечивается вырезанием круглых отверстий диаметром по 5 см.

Сварка передней и задней частей устройства производится следующим образом:

• привариваются прямоугольные стойки;
• к ним присоединяются круглые трубы таким образом, чтобы они располагались перпендикулярно полу помещения;
• к котлу подключаются трубопроводы подвода и отвода теплоносителя;
• торцы всех открытых труб завариваются при помощи кусков металла.

Теперь можно проверять котел на опилках на герметичность – залить в трубы жидкость и проверить утечку.

После этого оборудование монтируется в кирпичный топливник. Его тоже можно сделать своими руками, используя в качестве материала огнеупорные кирпичи.

Модификация печи для отопления дома

Дома по площади больше, чем теплицы, поэтому нужно добиться, чтобы печь длительного горения на опилках давала больше энергии, могла согреть большую площадь. Печи, изготовленные по методу, описанному выше, имеют один существенный недостаток: при выходе через дымоход теряется тепловая энергия. Удлинить дымоход на всю площадь отапливаемого помещения не всегда бывает целесообразно, поэтому рекомендуем так называемые пиролизные печи на опилках. Они характеризуются тем, что имеют дополнительный воздушный контур для дымовых газов. Есть два варианта преобразовать имеющуюся печку: установить дымовой контур снаружи или изнутри.

Проще установить его снаружи, то есть окружить печь еще одним слоем металла, оставив пространство для свободного перемещения горячего воздуха. Такая конструкция позволяет сохранить неизменным объем загружаемого топлива и, соответственно, частоту его загрузки. Установка дополнительного контура внутрь конструкции производится примерно так же, но имеет маленький недостаток: можно загрузить меньше опилок. В обоих случаях дымоход должен располагаться внизу конструкции. Как видно из описания, изготовление печи на опилках своими руками не вызовет затруднений, если вы умеете обращаться со сварочным аппаратом.

Защитные системы и режимы работы

Кроме основных частей прибор, работающий на опиле и щепе, снабжается системами защиты от возгорания, за счет наличия которых может считаться достаточно безопасным для отопления жилых помещений.

Также у оборудования могут иметься датчики для обнаружения дыма, своевременно предупреждающие о пожаре. А еще автоматический котел на опилках способен работать в нескольких режимах:

Максимальный

Применяется при наличии в топке значительного количества топлива. Когда воздух и вода нагреваются, оборудование постепенно снижает интенсивность сгорания, обеспечивая эффективное использование сырья.

Средний

Допускается при необходимости более продолжительного времени отопления. В этом случае топливо расходуется в гораздо меньшем объеме до тех пор, пока температура в помещении не снижается до минимально допустимой величины. При этом режим снова переключается на более интенсивный.

Оборудование, способное так работать, называют приборами длительного горения на опиле и щепе.

«Пауза»

Используется тогда, когда котел уже не нужен для отопления. Горение топлива прекращается, а устройство остывает.

Как сделать печь длительного горения

Чтобы смастерить своими руками печь на опилках, можно использовать готовую металлическую емкость: бочку, бидон, пустой газовый баллон или трубу подходящего диаметра. Для работы потребуется сварочный аппарат, болгарка и навыки работы с ними.

Простая печь на опилках из бочки

Если в распоряжении оказалась металлическая бочка, то в первую очередь нужно срезать с нее верхушку. Делать это следует аккуратно, так как в дальнейшем деталь будет использована по назначению, но в качестве съемной крышки.

Далее из металлического листа толщиной не менее 3 мм вырезают круг диаметром немного меньше параметров бочки. В центре круга делают отверстие под трубу диаметром 10 см и аккуратно приваривают полученную заготовку к внутренним стенкам, отступив от днища 15-20 см.

Чуть ниже приваренного листа вырезают небольшое окошко – поддувало, для поступления в топку необходимого для горения кислорода. В верхней части цилиндра вырезают отверстие для дымохода – к нему приваривают трубу, отводящую из топки угарный газ.

Дымоход требует отдельного внимания – слишком мощная тяга будет способствовать быстрому отходу газов и снижению теплоэффективности устройства. При слабой тяге может возникнуть другая проблема – в помещение начнут поступать опасные для жизни продукты горения.

Опытные мастера рекомендуют искусственно удлинить дымоотводящую трубу, пустив ее по периметру помещения, или приспособить дымоход для приготовления горячей воды, включив в конструкцию бойлер. Все это поможет удержать тепло в доме и извлечь из него максимум пользы.

Крышку делают из отрезанной верхушки, приварив к ней бортики, или из металлического листа

Важно обеспечить герметичность конструкции, иначе вместо тления получится горение. Для максимально плотного примыкания используют специальные жаростойкие уплотнители для печей. Для удобства обязательно приваривают ручку

Для удобства обязательно приваривают ручку.

Правила эксплуатации самодельной печи

При всей своей эффективности работает самодельное устройство просто:

1. В отверстие в металлическом листе устанавливают трубу конусообразной формы – такую легче извлечь в нужный момент.
2. Емкость наполняют опилками до уровня дымохода небольшими порциями, тщательно трамбуя каждый слой.
3. Трубу аккуратно извлекают, оставляя в центре отверстие для поступления к топливу кислорода и выхода отработанных газов.
4. Печь закрывают крышкой и поджигают топливо со стороны поддувала. Чтобы упростить растопку, можно налить немного горючей жидкости на металлическую перегородку до загрузки опилок.
5. Процесс тления в бочке объемом около 200 литров длится не менее 8 часов – в это время крышку печи нельзя открывать и добавлять опилки. Новую загрузку можно делать только после полного сгорания предыдущей партии топлива.

Как усовершенствовать бюджетную модель

Простейшая буржуйка из бочки подойдет для дачного дома, гаража или теплицы. Для жилого строения рекомендуется модернизировать конструкцию, увеличив площадь нагрева сооружением дополнительного дымового контура.

Контур можно сделать внешним или внутренним. В первом случае потребуется аналогичная форма большего диаметра, а во втором нужно найти бочку немного меньшего размера или сварить подходящую емкость из металла.

Внешний контур привлекателен увеличением площади теплоотдачи и сохранением объема топочной камеры, а внутренний более прост в работе. В обоих вариантах дымоход следует перенести вниз.

Крышку лучше изготовить из толстого стального листа толщиной не менее 5 мм и усилить по краям, иначе она быстро деформируется от высокой температуры.

Знайте

1. Если котел из опилок будет использоваться для отопления дома, его следует несколько модифицировать для обеспечения безопасности в помещении. С этой целью делают отверстия в обшивке водяной рубашки и крепят штуцеры для устройств контроля над температурой и давлением. Самым лучшим вариантом будет монтаж сбросного предохранительного клапана, который вводился бы в действие при достижении температурой отметки в 3 бар. Трубу от клапана необходимо будет вывести на улицу.
2. Еще одной проблемой является горячая поверхность котла и дымохода. Так как тепло распространяется в топочной, где оно совершенно не нужно. Поэтому работающие на опилках котлы нужно изолировать. Теплоизоляционный эффект можно создать своими руками при помощи базальтовой ваты, которая обладает высокой устойчивостью к высоким температурам. Вату можно обшить слоем листового металла с покрытием из полимера, заодно придав котлу эстетичный вид.

Как загружать топливо

Процесс закладывания горючего в котлы на опилках совсем не сложен. Для начала в отверстие в крышке вставляют конусообразную трубу. Такая форма очень удобна, поскольку ее легко достать в нужный момент. Опилки засыпают до тех пор, пока они не достигнут уровня дымоходной трубы. Каждую порцию горючего нужно утрамбовать. Затем трубу аккуратно достают. Через отверстие кислород будет поступать в прибор, а дым будет выходить наружу. Далее нужно накрыть печь крышкой и поджечь опилки с наружного конца вертикальной трубы. Процесс растапливания можно ускорить, если на металлическую перегородку налить немного воспламеняющейся жидкости до уровня загрузки биомассы. В котле объемом около 200 л опилки горят от 8 часов, и печь нельзя открывать до полного сгорания. Таким образом, новую порцию горючего можно засыпать только после окончания этого процесса.

Топливо загружают сверху

Стоит ли использовать отражатель в котле?

При изготовлении котла на опилках своими руками многие не знают, нужно ли вставлять в него отражатель. Эксперты советуют это делать, особенно если котел будет использоваться в небольших комнатах. Объясняют они это тем, что в процессе работы прибора температура его корпуса чрезвычайно высокая. В случае с котлом на опилках отдача отопления еще выше, чем в других устройствах. Отражатель позволит сделать правильно перераспределение потоков тепла и обеспечит равномерный обогрев всего помещения. Именно поэтому он также помогает сэкономить средства на отоплении – использование отражателя снижает расходы топлива на треть!

Котел на опилках не всегда необходимо обкладывать кирпичом. Решение будет зависеть от ситуации: если он будет стоить в гараже, теплице или подсобке, такие работы будут лишь напрасной тратой времени и денег. А вот устройство для жилого помещения следует отделать и поместить в кирпичный топливник. Это будет иметь свои недостатки – использовать прибор и обслуживать его станет намного сложнее.

Перед сборкой устройства своими руками нужно ознакомиться с некоторыми особенностями их эксплуатации:

• Детали дымохода собирают в направлении, противоположном движению дыма и продуктов горения.
• Конструкция дымохода должна быть удобной для разборки и регулярной чистки.
• Поскольку корпус котла очень сильно накаляется, нужно позаботиться о том, чтобы возле него не было легковоспламеняющихся предметов. Стены, рядом с которыми будет находиться прибор, должны иметь отделку из жаростойких материалов.
• После окончания сборки устройства своими руками его необходимо протестировать в разных режимах работы. Тестирование позволит найти оптимальный режим температуры и определить необходимый объем топлива для одного цикла работы.

Из чего делают этот вид топлива?

Материалом для изготовления топливной щепы может служить любая древесина, поэтому чаще всего этот вид топлива делают из сухих веток и различных отходов, которые остались после обработки или переработки древесины.

При этом готовый продукт сохраняет все особенности исходной древесины, поэтому такие характеристики, как:

• теплотворная способность;
• зольность;
• удельное содержание смол,

полностью соответствуют тем деревьям, из которых получили щепу.

Из-за этого хвойная щепа плохо подходит для современных автоматических котлов, ведь высокое содержание смол не только увеличивает зольность, но и приводит к появлению отложений в дымоходе и на деталях теплообменника.

Между запуском котла и прогревом воды до рабочей температуры проходит не меньше часа, в течение которого из горячего дыма на холодные трубы оседает конденсат, содержащий в себе множество смол.

Кроме того, теплотворная способность щепы из твердых и тяжелых пород древесины всегда выше, чем у топлива из легких и мягких пород. Ведь готовое топливо лишь сохраняет исходные характеристики древесины.

Если же топливо получено из древесины с корой, то его теплотворная способность снижается, потому что этот параметр коры гораздо ниже, чем у остальных частей дерева, за исключением хвои и корней.

Печь на опилках: преимущества использования

Такие системы отопления обладают массой преимуществ:

• каждый дачник найдет топливо для их работы, для этого подойдут щепа и опилки, в том числе и прессованные;
• не придется утилизировать отходы, их можно сжигать в печи;
• отсыревшие щепу, дрова и опилки не нужно предварительно высушивать, можно закладывать в таком виде;
• максимальная мощность достигается за короткий промежуток времени;
• котлы отдают максимальное количество тепла;
• любой человек способен собрать эту систему, а ее обслуживание не требует специальных навыков;
• котел такой конструкции можно использовать также для нагрева воды и приготовления пищи, если дополнить его соответствующим оборудованием;
• возможность контролировать свои расходы на топливо;
• температуру нагреваемой воды можно регулировать;
• вредные вещества прогорают в топке, не нанося вреда экологии и атмосфере.

Тонкости установки твердотопливных котлов

Схема обвязки котла принимается в соответствии с особенностями отапливаемого объекта.

Реализовать её можно одним из следующих вариантов:

• котёл в открытой отопительной системе с естественной циркуляцией и радиаторами;
• котёл в закрытой системе с принудительной циркуляцией и радиаторами;
• котёл с термоаккумулятором в закрытой принудительной системе с радиаторами;
• котёл с термоаккумулятором в закрытой системе с принудительной циркуляцией и тёплыми полами;
• котёл с радиаторами и тёплыми полами в составе системы с принудительной циркуляцией.

Обвязка твердотопливного котла должна оснащаться системой безопасности. Последняя включает:

• тепловой аккумулятор или буферную ёмкость;
• трёхходовой клапан для подмеса холодной воды;
• термостат в системе управления.

Группа безопасности котла на твёрдом топливе

Непосредственно перед установкой котла на твёрдом топливе необходимо выполнить его визуальный осмотр и тестовую протопку на открытом воздухе на протяжении около 1 часа при максимальной загрузке камеры сгорания.

Согласно требованиями СНиП после подключения котла следует провести гидравлическое испытание системы под давлением с выдержкой 24 часа.

Для этого нужно:

• подключить воду, открыть все краны и запорную арматуру;
• поднять давление в системе до 1,3 атм (регулировочным вентилем);
• убедиться в отсутствии протечек, в особенности в местах сварных и резьбовых соединений.

Если монтаж, обвязка и подключение котла выполнены правильно, потерь давления и утечек теплоносителя не будет. В этом случае можно приступать к ревизии самого котла:

• проверка установки колосников и шамотки;
• установка растопочной заслонки в крайнее положение для обеспечения оптимальной тяги;
• проверка качества монтажа заглушек, дверцы камеры сгорания и прочих элементов конструкции котла.

Водяной котёл

Отопление помещения может производиться при помощи воды или воздуха. При наличии в доме водопровода, можно собрать своими руками систему с циркулирующей водой между отопительным котлом и радиаторами или системой «тёплого пола».

В корпусе самого котла для водяного отопления трубы находятся в воде, которая будет нагреваться под действием проходящего внутри них горячего воздуха. Эта система схожа с калорифером газовой колонки

Рис. 2 Система водяного двухконтурного котла отопления

Циркуляция воды по системе начинается ещё до попадания её в котёл.

Для оптимальной работы системы необходимы:

• контроллер за уровнем воды в баке;
• перелив, чтобы вода не превышала допустимого уровня;
• насос, поднимающий воду из контура для радиаторов;
• нижний выход для воды, предназначенной для обогрева пола.

Такой котёл на опилках сделать своими руками трудно, но дом оснащённый таким оборудованием, будет очень комфортным для проживания в нём круглый год.

Механизм подачи топлива

Котлы для отопления на твердом топливе работают автономно и могут обойтись практически без обслуживания. Подача опилок осуществляется с помощью нескольких средств.

Приемник имеет открытый доступ к внешней части здания. Он оборудован шнековой передачей, соединенной с хранилищем. Когда бункер полностью загружен топливом, начинает работу транспортер – он подает топливо в механизированный отсек.

Хранилище бывает двух типов, они отличаются техникой подачи в котел опилок:

• бункер с наклонным основанием, конусовидный, с шнековым механизмом в нижней части;
• ворошитель с лопастями, опилки загружаются за счет вращения.

Из хранилища не все топливо попадает сразу в топку. Котлы на щепе пиролизного типа оборудованы барабаном и шнековой передачей, которые осуществляют подачу топлива частями.

Принцип работы котла

Конструкция такого отопительного прибора не содержит зольника в топке и дверец. В котел загружается топливо сверху. Емкость заполняется полностью от среза для дымоходной трубы до самого дна. После этого круглым плоской формы стальным листом горючая масса плотно придавливается.

К круглому грузу вертикально приварена труба. Через нее в топку проходят воздушные массы. Вторая часть ее выходит наружу через отверстие в крышке. Именно с помощью такой трубы проводится розжиг отопительного оборудования.

Сначала начинает в котле гореть верхний пласт топлива и тепло проникает в нижнюю часть конструкции

Скорость сгорания контролируется с помощью заслонки, которая находится на конце трубы. По мере сгорания топлива тяжелый груз опускается ко дну. Система имеет дымоходную трубу, через которую выходят все продукты сгорания.

Автоматические котлы на угле и щепе

Устройство и принцип действия данных агрегатов мало чем отличается от пеллетных. Шнековый конвейер таким же образом осуществляет подачу угля в топку по команде блока управления, так же работает нагнетание воздуха и розжиг. Разница есть в конструкции самого шнека, для угля он сделан более массивным, соответственно, увеличена мощность электродвигателя. Кроме того, угольный твердотопливный котел с автоматической подачей топлива требует горючее определенного качества и влажности. Это связано с особенностями конструкции ретортной горелки, применяющейся в подобных теплогенераторах.

Отопительные агрегаты, сжигающие щепу, имеют в подающем устройстве одну дополнительную функцию – измельчение древесины. Ведь длина щепы может быть разной и шнек под нее предусмотреть невозможно. Чтобы сделать размеры щепок одинаковыми, в подающий патрубок между бункером и шнеком встраивается поворотный нож-измельчитель. И конвейер, и нож приводятся в движение от одного мощного электродвигателя. Такие изделия предлагают многие европейские производители, например, австрийский автоматический твердотопливный котел на щепе FROLING.

Немного об универсальных агрегатах. Их удобство в том, что в случае недостатка какого-нибудь вида сыпучего топлива можно в любой момент перейти на обычные дрова. Для этого конструкцией предусмотрена дополнительная камера сгорания для закладки деревянных поленьев. Конечно, КПД в этом случае значительно снижается (от 90 до 80%), поскольку отопитель функционирует в режиме простого твердотопливного котла. Следует отметить еще одно обстоятельство: каждый производитель автоматических котлов старается расширить ассортимент сжигаемого топлива, модернизируя систему подачи. Поэтому некоторые изделия помимо пеллет могут использовать угольную пыль, экогорошек и даже лузгу семечек. Пример тому – польские универсальные котлы DEFRO DUO UNI.

Требования к топливу

Эффективность работы котлов прямо зависит от влажности опилок. Использование в качестве топлива сухой стружки и опилок столярных производств проблем не вызывает. Основную же массу опилок составляют, как отмечалось, отходы цехов распиловки круглого леса.

Производственные отходы распиловки леса-кругляка на ленточных пилорамах представляют собой мелкие (до 0,3 мм) опилки влажностью до 80%. Даже при постоянной принудительной подаче воздуха в топку такие опилки сгорают очень медленно, поскольку требуется время для их подсушки. Еще большую проблему при сжигании представляют собой сырые, долго хранившиеся опилки, уплотненные в сырую пылеобразную массу.

Сжигать такое топливо следует в определенном режиме :

• В топочную камеру должно подаваться сухое и сырое топливо в соотношении 3:1.
• Подачу сырого топлива можно начинать только с набором полной мощности котла после розжига.
• Постоянно принудительно подавать воздух вентилятором в топочную камеру.

Отопительный котёл с подачей топлива, не нарушающей процесса

Котлы, работающие на опилках, имеют такое преимущество, как подача топлива без открывания дверцы топки, что может привести к потере аппаратом, набранной температуры.

Механизм подачи прост. Он состоит из:

• металлической профильной коробки;
• вала;
• ручки;
• воронки для засыпания опилок.

В механизме подачи использован принцип ручной мясорубки. Чтобы опилки попали в топку, необходимо засыпать их в чашу. Они при вращении вала будут продвигаться по металлическому жёлобу с открытым краем, заканчивающимся внутри котла. Такой нехитрый механический способ подачи позволяет сберечь тепло.

Сухость – главное требование к топливу

Отопительный котел на сухих опилках работает без проблем, с максимальной мощностью, которая заявлена производителем. Но в силу различных факторов для отопления используется и влажное сырье, снижая эффективность работы аппарата. До 30% мощности тратится на просушку топлива, из которого выделяется пар. Полученный при пиролизе газ от пара утяжеляется и горение от этого ухудшается.

Применяя для отопления опилки разной влажности, важно следовать полезным рекомендациям:

1. Сырой материал подается в топку котла после его выхода на полную мощность в результате розжига сухой массой.
2. Оптимальное соотношение влажных и сухих опилок при подаче в топку – 1:3.
3. В камеру топки должен принудительно подаваться воздух.

Принцип работы печи

Устройство и методы изготовления

Принцип, по которому работают котлы на опилках, простой. Сжигание сырья осуществляется при помощи контролируемого длительного горения, трехступенчатой подачи атмосферного воздуха и вторичного дожига продуктов сгорания. При этом топливо проходит несколько стадий:

• загрузку в бункер, где находится шнек, который чаще всего расположен вне помещения;
• поступление при помощи червячной передачи в хранилище для опилок;
• отправка в следующий резервуар, соединенный с топочной камерой;
• попадание в топку котла, в котором и происходит поджигание и сгорание сырья, в результате чего нагревается теплообменник, а нагретый воздух выводится либо в камеру газогенерации (где осуществляется вторичный дожиг горючих газов), либо сразу в дымоотводную систему.

Конструкция котлов

Как правило, такое оборудование состоит из следующих элементов:

• устройства для подачи сырья;
• колосников, располагающихся в колосниковой части оборудования;
• емкости для сбора отходов;
• распределителя нагретого в топке воздуха;
• топки, где происходит сгорание топлива. Она имеет ряд отверстий, расположенных в особом порядке, позволяющем контролировать подачу воздуха и, соответственно, обеспечивать равномерность длительного горения;
• теплообменного блока, куда выходят газы, нагревающие теплоноситель и следующие затем в дымоотводящую трубу.

Стоимость популярных древесных пеллет

Таблица цен на наиболее распространённые сорта пеллет.

Сорт «серые»	1 сорт
Размеры	Ø8мм	Ø8мм
Фасовка	мешок 30кг	мешок 25кг
Состав	ель/сосна	ель
Кол-во мешков на поддоне	33 мешка + 10кг	40 мешков
Влажность	8%	7,8%
Зольность	0,7%	0,5%
Калорийность	4605 ккал/кг	4854 ккал/кг
Теплотворность	4,4 кВт*ч/кг	4,4 кВт*ч/кг
Плотность	1,2 г/см3	1,2 г/см3
Стоимость	7700 руб	8500 руб

Выбираем тип твердотопливного котла

Как понять, какой котёл будет оптимальным для обслуживания конкретной системы отопления? Очевидно, следует определиться с видом топлива, требуемой мощностью агрегата и особенностями его конструкции, процесса монтажа и последующей эксплуатации, а также с особенностями подключаемой системы отопления.

Самодельный котёл на твёрдом топливе

Среди материалов, которые можно использовать в качестве твёрдого топлива, наиболее широкое распространение получили:

• уголь;
• торфяные брикеты;
• пеллеты;
• дрова;
• опилки и другие горючие отходы производства.

Виды твёрдого топлива для котлов отопления на фото

Выбор типа и конструктивного исполнения отопительного котла напрямую зависит от того, каким топливом вы собираетесь пользоваться, требуемой производительности системы отопления, а также места, где он будет установлен. Для самостоятельного изготовления подходят следующие модификации твердотопливных отопительных агрегатов:

Оснащаются стальным или чугунным теплообменником, могут использоваться и для отопления, и для целей горячего водоснабжения. КПД таких котлов составляет около 85%.

Классический котёл на твёрдом топливе

Обеспечивают раздельное сгорание топлива и выделяемых при этом летучих газов, благодаря чему существенно повышается эффективность и, следовательно, экономичность отопительной системы.

Схема пиролизного котла на твердом топливе

Эффективность этой разновидности котлов отопления достигает 90%. Главным их достоинством является высокая степень автоматизации рабочих процессов, а недостатком – сложность конструкции.

Принцип работы пеллетного котла

Способны непрерывно работать на протяжении всего отопительного сезона, требуя загрузки топлива 1 раз в несколько суток, что выгодно отличает их от классических твердотопливных котлов.

Компоновка твердотопливного котла длительного горения

Принцип работы

Теперь рассмотрим общее устройство котлов на щепе и опилках.

Корпус устройства состоит из таких элементов:

• топка;
• зольник;
• змеевик;
• дымовая труба;
• поддувало;
• распределитель тепла;
• датчики.

Устройство котла Hargassner

В топке, на специальной решетке, происходит процесс сгорания щепы и опилок, благодаря этому весь пепел и зола остаются в зольнике. Чистку этого приспособления надо совершать примерно 2 раза в месяц.

Благодаря тому, что щепа и опилки являются отходами деревообработки и не образуют большого пламени, теплообменник в таких котлах нагревается посредством горячих газов, проходящих сквозь него.

Теплообменник представляет собой трубки, которые соединены параллельно. Он изготавливается из материала, который хорошо выдерживает высокие температуры и не ржавеет, а также ему присуще такое качество, как высокий уровень теплопроводности.

Древесные опилки и щепа — особенно экономичный вид топлива, если рядом есть источник топлива: деревообрабатывающее производство.

Котёл на щепе Hargassner WTH 150-200

Чтобы газ сжигался, топка котла состоит из двух обособленных камер. В одной горит само топливо, в другой сгорает газ, поступающий из первой камеры.

Котлы для отопления, функционирующие на опилках и щепе, как и другие отопительные приборы, бывают одноконтурными и двухконтурными.

Первые предназначены исключительно для обогрева помещения, вторые способны еще и нагревать воду. Такие агрегаты пользуются спросом у владельцев частных домов, т.к. позволяют не только обеспечить дом теплом, но и обустроить водопровод в доме.

Плюсы и минусы методики

Главными достоинствами использования в качестве источника энергии для системы отопления сгорающих опилок и щепы являются:

• Высокая эффективность нагрева теплоносителя (как правило, воды, хотя в водяной системе может использоваться и антифриз), при помощи которого в доме поддерживается тепло, а иногда еще и обеспечивается горячее водоснабжение.
• Незначительная стоимость сырья. Особенно выгодной система, основанная на применении котла на опиле, будет в том случае, если недалеко от отапливаемого помещения есть одно или несколько деревообрабатывающих предприятий (например, мебельные фабрики или лесопилки).
• Экологическая чистота опилок как топлива. Их сгорание практически не выделяет в атмосферу токсичные вещества в отличие от ряда жидких и газообразных энергоносителей.
• Простота эксплуатации и обслуживания. Пользоваться оборудованием, работающим на опилках и щепе, способен практически каждый. А для его установки не требуется разрешения контролирующих органов, как при подключении газового прибора.

Недостатки у такой системы, естественно, тоже есть. Среди них стоит отметить сложность хранения материала, обладающего высокой горючестью.

Частично эта проблема устраняется путем прессования топлива, однако, хранить опилки все равно требуется в достаточно просторном помещении.

Также минусом можно назвать необходимость в периодической чистке дымоходов, которая обусловлена большим количеством образующейся в процессе работы сажи и золы.

В целом положительный эффект, который дает метод нагрева помещений при помощи длительного горения опилок, оказывается намного больше по сравнению с некоторыми его недостатками. А, значит, такие системы имеют право на существование. И, более того, со временем могут вытеснить традиционные варианты отопления.

Устройство установки

В своем составе такое оборудование имеет специальную заслонку. С её помощью осуществляется дозирование воздуха, поступающего в камеру сгорания. При тлении опилок возникает топочный газ c образованием большого количества тепла.

Выделяют две разновидности оборудования длительного горения:

1. Первая предполагает подъем печного газа при сгорании топлива вверх, через спрессованные опилки с последующим попаданием в дымоход.
2. Другой его вид отличается тем, что газ, поднимаясь, оказывается во внешнем контуре. Именно там происходит его остывание, после чего через всё тот же дымоход он утилизируется.

Обычная модель печи длительного горения включает определенный набор компонентов. Благодаря им обеспечивается эффективный обогрев и экономия топлива.

Наиболее значимыми в её составе являются:

1. Топливный бак. Он снабжен заслонкой, с помощью которой можно регулировать поступление в камеру розжига первичного воздуха.
2. Камеры дожигания. Они имеют отверстия, через которые в топку поступает вторичный воздух.
3. Дымоход.

Видеоматериал

Технология изготовления брикетов из растительных отходов

Сжигать топливное сырье без обработки невыгодно, и производство брикетов, их широкое использование в быту и на предприятиях – неоспоримое доказательство этому. Прессованное топливо из растительных отходов, для изготовления которого используются обрезки древесины, щепа, древесные опилки, шелуха подсолнечника, кукурузные стебли, солома и пр. производится с использованием специальных технологий, среди которых:

Оборудования для производства

• RUF – метод прессования растительной массы, без специальной защиты поверхности от влаги. Оборудование – пресс для изготовления топливных брикетов в форме кирпича. Использование технически несложного оборудования не требует квалифицированного персонала, поэтому стоимость такой продукции невысока. Однако из-за неустойчивости к воздействию влаги брикеты для отопления этого вида нельзя перевозить на дальние расстояния – в результате насыщения влагой продукт теряет часть своих специфических качеств.
• Nestro – изготовление топливных брикетов удлиненной цилиндрической формы (50×10 см) происходит на высокопроизводительных прессах, при незначительных энергозатратах. Полученная продукция подлежит ускоренной реализации и использованию, в противном случае из-за повышенной влажности теряет форму и способность к транспортировке.
• Экструдерная технология (Pini&Kay) известна как наиболее эффективная, предусматривающая получение продукции высшего качества. На экструдерных прессах производят различные виды прессованного топлива, включая угольные брикеты с повышенными техническими достоинствами, устойчивые к повышенной влажности и механическим воздействиям. Производство брикетов на экструдерных (шнековых прессах) отличается высокой степенью термообработки продукции, что, в комплексе с прессованием, обеспечивает конечному продукту повышенную плотность за счет выделяющегося под воздействием повышенных температур лигнина, обладающего склеивающими и уплотняющими свойствами.

Каждая представленная технология производства топливных брикетов разработана с учетом условий, в которых данная продукция будет использована. Так, брикеты из опилок, торфяные брикеты, для которых характерна сравнительно невысокая теплоотдача, чаще используются как брикеты для печки при отоплении небольших помещений в частных домовладениях. Популярные отопительные приборы для этого вида топлива – котлы на торфе и печи, рассчитанные на торфяные брикеты для отопления.

Нужно ли прессовать?

Рассмотренные выше особенности обогрева относились к сыпучим материалам. Но в последние годы стали доступны новые технологии, при помощи которых можно придать топливу небольшие размеры. Речь идет о прессовании стружки с целью получения компактных брикетов.

1. При использовании для работы котла прессованных опилок удается получить аналогичное количество тепла, что и в случае с использованием натуральной древесины того же объема.
2. Прессованные бруски требуют меньше затрат на их изготовление в отличие от дров. Помня же о том, что во время транспортировки подобного топлива возникает меньше трудностей, а также при хранении оно занимает меньше площади, именно у рассыпной стружки не остается сколь-нибудь значимых преимуществ в первую очередь в плане экономии.
3. Изготовлением брикетов чаще всего занимаются предприятия, чья основная деятельность связана с утилизацией отходов деревообработки. Однако при желании создать прессованное топливо можно и своими силами.

В целом технология изготовления общеизвестна, поэтому имеет смысл остановиться на общих рекомендациях:

• несмотря на то что сегодня известно множество способов изготовления топливных брикетов, самый легкий из них сводится к использованию гранулятора промышленного производства. В то же время следует иметь в виду, что грануляторы можно применять для создания топлива при условии, если они обладают необходимой влажностью и плотностью;
• при наличии возможности проблему изготовления прессованного топлива может решить и самодельный ручной пресс. Для подобных прессов используют цилиндрические пеллеты, которые без труда входят в любую топку;
• альтернативным решением может стать и композитное топливо, для производства которого берут опилки и 10% глины. Эту смесь нужно смешать с водой, довести до однородной консистенции и поместить на солнечное место для высыхания.

Вне зависимости от того, какая была выбрана технология, конечным продуктом будут выступать компактные горючие бруски, во время сжигания которых образуется большое количество тепла.

Лучшие известные производители и модели: характеристики и цены

При выборе котла на опилках и щепе кроме технических характеристик следует обращать внимание на страну и бренд производителя. Северные европейские страны научились выжимать из топлива самые высокие экономические показатели

Для этого они уже давно работают над совершенствованием автоматики именно для частных домов, а учитывая их стремление к комфорту и экологические требования следует обратить внимание на продукцию компаний Hargassner, Froling, ETA. Конечно, если бюджет позволяет.

Котлы российского производства, особенно, если разработчик известный на рынке европейский бренд, вполне могут быть конкурентоспособными. При существенно более низкой цене, они вполне способны обеспечить и надежность, и комфорт частного дома. Кроме того, неприхотливы в сырье и обслуживании, а автоматика даже в европейских твердотопливных котлах часто из КНР.

Специализированные

Это котлы, предназначенные преимущественно для использования сыпучих видов твердого топлива.

Пиролиз Мастер BIO-15

Один из лучших котлов на опилках для отопления частного дома. Работает также на щепе, торфе, лузге подсолнечника. С применением сменных горелок может жечь солому. Благодаря пятиходовому теплообменнику отличается высоким КПД – 91%, имеет бункер объемом 200 литров. Единственным недостатком являются немалые габариты.

Стоимость: 185 000-240 000 руб.

FACI FSS 115

Производится в России, но разработчик – Италия. Это автоматический промышленный котел для сжигания отходов деревообработки. Мощность регулируемая в пределах 25-115 кВт, КПД 92%. В качестве дополнительных опций оборудуется авторозжигом, самоочисткой горелки, ДУ. Емкость бункера 810 литров, подача топлива двумя шнеками. Может сжигать любую биомассу с фракцией, не превышающей 40 мм. Модель мощностью 115 кВт имеет огромный вес 1150 кг, что повышает требования к напольному покрытию и транспортировке.

Стоимость: 450 000-477 000 руб.

Универсальные модели

Котлы, использующие любое твердое топливо: все виды угля, торф, дрова, древесные отходы, лузга семечек, брикеты с разной эффективностью, но конструктивно предназначенные для длительного горения. Они гораздо дешевле специализированных, но и гораздо менее эффективны и практичны при работе с опилками.

Tis Pro DR

Отличный недорогой универсальный котел. В качестве теплообменника используется печная сталь толщиной 5 мм, что очень хороший показатель в плане надежности и долговечности. Также отличается огромной топкой, в зависимости от мощности, объем топочной камеры может составлять 80-116 л. Не использует наддув вентиляторов, энергонезависим. Выпускается в версиях мощностью 17, 22 и 27 кВт, КПД достигает 82%.

Владельцы часто отмечают, что крайне практичным является исполнение колосников: они раздельные, чугунные (надежные и легко сменяемые). Недостатков за практику эксплуатации не обнаружено.

Стоимость: 58 500-72 000 руб.

PEREKO KSP Duo

Высокотехнологичный польский универсальный тт котел высшей ценовой категории. Инновационная горелка позволяет качественно сжигать мелкофракционное топливо от эко горошка до овса максимально эффективно. Водонаполненная решетка в камере сгорания дает возможность жечь древесину и ее отходы.

Оснащен автоматикой под управлением контроллера ST-480, который помимо управления насосами ЦО и ГВС, вентилятором наддува, может также управлять работой смесительного клапана, учитывать сигналы комнатных и уличных датчиков температуры. Выпускается в вариациях мощностью: 12, 18, 26, 36, 52 кВт. Помимо цены из недостатков большие габариты, вес и небольшое допустимое рабочее давление – всего 1,5 бар.

Стоимость: 283 000-498 000 руб.

LIEPSNELĖ L20U

Универсальный литовский котел шахтного типа длительного горения мощностью 20 кВт. Топливом является уголь, прессованные брикеты из угля, торфа древесных отходов, опилки и прочее сырье. КПД достигает 91%, однако это лишь при отоплении углем низкой зольности, при использовании опилок и щепы КПД будет ниже. Теплообменник чугунный, в стальном корпусе. Котел известен своей надежностью, качеством используемых сплавов и сборкой. Даже при использовании опилок и щепы можно достигнуть длительности горения одной загрузки в 2-3 суток.

Единственными недостатками, как и в предыдущем случае являются низкое рабочее давление в 1,5 бар и большой вес.

Стоимость: 110 000-125 000 руб.

Расчет минимально необходимой мощности

Определение минимальной тепловой мощности, необходимой для обеспечения комфортного проживания начинается с принятия решений пользователем о:

• количестве контуров (обогрев жилья, ГВС, теплый пол).
• регионе проживания (местный климат, роза ветров и т.д.).
• количество этажей, материал стен, высота потолков, площадь и количество окон здания.

Используя нормативы и коэффициенты СНиП 2.04.01-85, на нашем и других примерах можно сделать довольно точный расчет.

На практике, в начальных расчетах, определяют суммарную площадь отапливаемого здания и, исходя из нормы 1 кВт тепла на 10 м2, получают необходимую мощность, расходуемую на отопление, затем добавляют 20% для контура ГВС и еще 20% на возможные неточности и создание запаса прочности.

Для промышленных зданий необходимо производить индивидуальный расчет с учетом всех корректирующих коэффициентов.